KR102508888B1 - Double heating type heat-emitting apparatus for electronic cigarette, heat-emitting method and electronic cigarette - Google Patents

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Abstract

본 발명은 권련 등의 피가열체를 초기에는 직접 가열 방식으로 신속하게 가열할 수 있고, 이후에는 유도 가열 방식으로 온도를 유지하면서 소비 전력을 낮출 수 있어서 최적의 가열 효율을 얻을 수 있게 하는 이중 가열 방식의 전자 담배용 발열 장치와 방법 및 전자 담배에 관한 것으로서, 피가열체를 가열할 수 있도록 상기 피가열체의 적어도 일부분과 대응되는 형상으로 형성되는 발열체; 상기 발열체와 열적으로 접촉되고, 상기 발열체를 저항 가열 방식으로 가열하는 제 1 히터; 상기 발열체로부터 일정한 거리만큼 이격되게 설치되고, 상기 발열체를 유도 가열 방식으로 가열하는 제 2 히터; 및 상기 제 1 히터와 상기 제 2 히터 사이에 설치되는 절연 부재;를 포함할 수 있다.According to the present invention, an object to be heated, such as a cigarette, can be quickly heated initially by a direct heating method, and then by an induction heating method to maintain the temperature while reducing power consumption, thereby obtaining optimal heating efficiency. It relates to a heating device and method for an electronic cigarette and an electronic cigarette, comprising: a heating element formed in a shape corresponding to at least a portion of the heating target to heat the heating target; a first heater that is in thermal contact with the heating element and heats the heating element by a resistance heating method; a second heater installed at a predetermined distance from the heating element and heating the heating element by an induction heating method; and an insulating member installed between the first heater and the second heater.

Description

이중 가열 방식의 전자 담배용 발열 장치와 방법 및 전자 담배{Double heating type heat-emitting apparatus for electronic cigarette, heat-emitting method and electronic cigarette}Double heating type heat-emitting apparatus for electronic cigarette, heat-emitting method and electronic cigarette

본 발명은 이중 가열 방식의 전자 담배용 발열 장치와 방법 및 전자 담배에 관한 것으로서, 더 상세하게는 권련 등의 피가열체를 초기에는 직접 가열 방식으로 신속하게 가열할 수 있고, 이후에는 유도 가열 방식으로 온도를 유지하면서 소비 전력을 낮출 수 있어서 최적의 가열 효율을 얻을 수 있게 하는 이중 가열 방식의 전자 담배용 발열 장치와 방법 및 전자 담배에 관한 것이다.The present invention relates to a heat generating device and method for an electronic cigarette using a dual heating method, and to an electronic cigarette, and more particularly, can quickly heat a heated object such as a cigarette by a direct heating method initially, and then by an induction heating method. It relates to a heating device and method for an electronic cigarette of a dual heating method and an electronic cigarette that can reduce power consumption while maintaining temperature to obtain optimal heating efficiency.

분리형 구조의 권련형 전자 담배와 같이, 홀더 구조가 분리형 구조인 전자 담배들은, 구조적으로 배터리 용량의 한계가 있기 때문에 에너지 효율이 매우 중요할 수 있다.Energy efficiency may be very important in electronic cigarettes having a detachable holder structure, such as a detachable cigarette type electronic cigarette, because there is a structural limitation in battery capacity.

이러한 배터리 용량의 한계로 인하여, 저항열을 이용한 직접 가열 방식으로 발열체를 가열하는 경우, 충분한 예열 온도로 신속하게 도달할 수는 있지만, 지속적으로 가열하는 동안, 소비 전력이 많이 소모되어 장시간 사용할 수 없었던 문제점이 있었다.Due to this limitation of battery capacity, when heating the heating element by direct heating method using resistance heat, it can quickly reach a sufficient preheating temperature, but during continuous heating, a lot of power consumption is consumed and it cannot be used for a long time. There was a problem.

반면에, 비교적 에너지 효율이 높은 유도 가열 방식으로 발열체를 가열하는 경우에는, 충분한 예열 온도로 예열하기가 어렵거나 또는 충분한 예열 온도로 예열하는 데에 소모되는 시간이 너무 오래 걸려서 사용자의 사용을 불편하게 했었던 문제점이 있었다.On the other hand, in the case of heating the heating element by an induction heating method with relatively high energy efficiency, it is difficult to preheat to a sufficient preheating temperature or the time required to preheat to a sufficient preheating temperature is too long, causing inconvenience to the user. There was a problem I had.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 포함하여 여러 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 발열체가 직접 가열 방식으로 빠른 시간에 적정 온도에 도달할 수 있고, 그 이후에는 유도 가열 방식으로 발열체의 소비 전력을 크게 낮출 수 있어서 낮은 배터리 용량에서도 최적의 가열 효율을 극대화하여 가열 유지 기간을 증대할 수 있으며, 특히, 분리형 구조의 권련형 전자 담배에도 적용이 가능하게 하고, 직접 가열시 저항값을 측정하여 온도 센서로도 적용할 수 있게 하여 정확하고 정밀한 온도 제어를 가능하게 하는 이중 가열 방식의 전자 담배용 발열 장치와 방법 및 전자 담배을 제공하고자 한다. 그러나, 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.The present invention is intended to solve various problems including the above problems, and a heating element can reach an appropriate temperature in a short time by a direct heating method, and thereafter, power consumption of the heating element can be greatly reduced by an induction heating method. It is possible to increase the heating maintenance period by maximizing the optimal heating efficiency even with low battery capacity, and in particular, it can be applied to a cigarette type cigarette with a detachable structure, and it is also applied as a temperature sensor by measuring the resistance value when heating directly. An object of the present invention is to provide a heating device, method, and electronic cigarette for an electronic cigarette using a dual heating method that enables accurate and precise temperature control. However, these tasks are illustrative, and the scope of the present invention is not limited thereby.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 사상에 따른 이중 가열 방식의 전자 담배용 발열 장치는, 피가열체를 가열할 수 있도록 상기 피가열체의 적어도 일부분과 대응되는 형상으로 형성되는 발열체; 상기 발열체와 열적으로 접촉되고, 상기 발열체를 저항 가열 방식으로 가열하는 제 1 히터; 상기 발열체로부터 일정한 거리만큼 이격되게 설치되고, 상기 발열체를 유도 가열 방식으로 가열하는 제 2 히터; 및 상기 제 1 히터와 상기 제 2 히터 사이에 설치되는 절연 부재;를 포함할 수 있다.A heating device for an electronic cigarette of a dual heating method according to the spirit of the present invention for solving the above problems is a heating element formed in a shape corresponding to at least a portion of the heating target to heat the heating target; a first heater that is in thermal contact with the heating element and heats the heating element by a resistance heating method; a second heater installed at a predetermined distance from the heating element and heating the heating element by an induction heating method; and an insulating member installed between the first heater and the second heater.

또한, 본 발명에 따르면, 상기 발열체는, 원기둥 형상의 상기 피가열체의 일부분을 내부에 삽입할 수 있도록 열전도성이 우수하고, 유도 가열이 가능한 금속 재질의 파이프 형상일 수 있다.Further, according to the present invention, the heating element may be a pipe shape made of a metal material having excellent thermal conductivity and capable of induction heating so that a portion of the cylindrical heating object may be inserted therein.

또한, 본 발명에 따르면, 상기 제 1 히터는, 상기 발열체의 외경면을 따라 코일 형태로 권취되는 직접 가열 히터이고, 상기 제 2 히터는, 상기 절연 부재의 외경면을 따라 코일 형태로 권취되는 유도 가열 히터일 수 있다.In addition, according to the present invention, the first heater is a direct heating heater wound in a coil form along the outer diameter surface of the heating element, and the second heater is an induction heater wound in a coil form along the outer diameter surface of the insulating member. It may be a heating heater.

또한, 본 발명에 따르면, 상기 절연 부재는, 내열성이 우수한 적어도 피크(PEEK) 재질, 테프론 재질, 플라스틱 재질, 공기층 및 이들의 조합들 중 어느 하나 이상을 선택하여 이루어질 수 있다.Further, according to the present invention, the insulating member may be formed by selecting at least one of a PEEK material having excellent heat resistance, a Teflon material, a plastic material, an air layer, and combinations thereof.

또한, 본 발명에 따르면, 상기 제 2 히터에서 발생되는 전자기파를 차단할 수 있도록 상기 제 2 히터를 둘러싸는 전자파 차단부; 및 상기 전자파 차단부를 보호할 수 있도록 상기 전자파 차단부를 둘러싸는 보호 부재;를 더 포함할 수 있다.In addition, according to the present invention, the electromagnetic wave blocking unit surrounding the second heater to block the electromagnetic wave generated from the second heater; and a protective member surrounding the electromagnetic wave blocking unit to protect the electromagnetic wave blocking unit.

또한, 본 발명에 따르면, 가열 온도가 기준치 보다 낮은 가열 초기 또는 일정 시간 동안에는, 상기 제 1 히터에 저항 가열용 직류 또는 교류 전원을 인가하고, 가열 온도가 기준치에 도달되거나 또는 일정 시간 이후에는, 상기 제 2 히터에 유도 가열용 고주파 전원을 인가하는 제어부;를 더 포함할 수 있다.In addition, according to the present invention, at the beginning of the heating or during a certain period of time when the heating temperature is lower than the reference value, DC or AC power for resistance heating is applied to the first heater, and when the heating temperature reaches the reference value or after a certain period of time, the It may further include a controller for applying high-frequency power for induction heating to the second heater.

또한, 본 발명에 따르면, 상기 제어부는, 상기 제 1 히터에 저항 가열용 직류 또는 교류 전원을 인가하는 저항 가열 회로부; 상기 제 2 히터에 유도 가열용 고주파 전원을 인가하는 유도 가열 회로부; 상기 제 1 히터의 저항값을 측정하여 저항값 신호를 출력하는 저항값 측정부; 상기 저항값 측정부로부터 측정된 저항값을 이용하여 상기 제 1 히터의 온도 정보를 산출하고, 산출된 온도 정보를 기준으로 스위치 제어 신호를 인가하는 온도 판별부; 상기 온도 판별부로 상기 스위치 제어 신호를 인가받아 가열 온도가 기준치 보다 낮은 가열 초기 또는 일정 시간 동안에는, 상기 저항 가열 회로부를 구동시키고, 가열 온도가 기준치에 도달되거나 또는 일정 시간 이후에는, 상기 유도 가열 회로부를 구동시키는 스위치부;를 포함할 수 있다.Further, according to the present invention, the controller may include a resistance heating circuit unit for applying DC or AC power for resistance heating to the first heater; an induction heating circuit unit for applying high-frequency power for induction heating to the second heater; a resistance value measuring unit configured to measure a resistance value of the first heater and output a resistance value signal; a temperature determination unit calculating temperature information of the first heater using the resistance value measured by the resistance value measurement unit and applying a switch control signal based on the calculated temperature information; When the switch control signal is applied to the temperature determination unit, the resistance heating circuit unit is driven at the beginning of heating or during a predetermined period of time when the heating temperature is lower than the reference value, and the induction heating circuit unit is driven when the heating temperature reaches the reference value or after a predetermined period of time. It may include; a switch unit for driving.

한편, 상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 사상에 따른 전자 담배는, 상술된 이중 가열 방식의 전자 담배용 발열 장치를 포함할 수 있다.On the other hand, the electronic cigarette according to the spirit of the present invention for solving the above problems, may include the above-described heat generating device for the electronic cigarette of the dual heating method.

한편, 상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 사상에 따른 이중 가열 방식의 전자 담배용 발열 방법은, (a) 가열 온도가 기준치 보다 낮은 가열 초기 또는 일정 시간 동안에는, 발열체와 열적으로 접촉되고, 상기 발열체를 저항 가열 방식으로 가열하는 제 1 히터에 저항 가열용 전원을 인가하는 단계; 및 (b) 가열 온도가 기준치에 도달되거나 또는 일정 시간 이후에는, 상기 발열체로부터 일정한 거리만큼 이격되게 설치되고, 상기 발열체를 유도 가열 방식으로 가열하는 상기 제 2 히터에 유도 가열용 고주파 전원을 인가하는 단계;를 포함할 수 있다.On the other hand, in the heating method for electronic cigarettes of the dual heating method according to the spirit of the present invention for solving the above problems, (a) the heating temperature is in thermal contact with the heating element at the beginning of the heating lower than the reference value or during a certain period of time, and the heating element Applying power for resistance heating to a first heater that heats the resistance heating method; And (b) when the heating temperature reaches a reference value or after a predetermined time, applying a high-frequency power source for induction heating to the second heater installed at a predetermined distance from the heating element and heating the heating element by an induction heating method. step; may be included.

또한, 본 발명에 따르면, 상기 (b) 단계 이전에, (c) 상기 제 1 히터의 저항값을 측정하여 가열 온도가 기준치에 도달되는 것을 판별하는 단계;를 더 포함할 수 있다.In addition, according to the present invention, prior to the step (b), (c) determining that the heating temperature reaches a reference value by measuring the resistance value of the first heater; may further include.

상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따르면, 발열체가 직접 가열 방식으로 빠른 시간에 적정 온도에 도달할 수 있고, 그 이후에는 유도 가열 방식으로 발열체의 소비 전력을 크게 낮출 수 있어서 낮은 배터리 용량에서도 최적의 가열 효율을 극대화하여 가열 유지 기간을 증대할 수 있으며, 특히, 분리형 구조의 권련형 전자 담배에도 적용이 가능하게 하고, 직접 가열시 저항값을 측정하여 온도 센서로도 적용할 수 있게 하여 정확하고 정밀한 온도 제어를 가능하게 하는 효과를 얻을 수 있다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.According to one embodiment of the present invention made as described above, the heating element can reach an appropriate temperature in a short time by using the direct heating method, and thereafter, power consumption of the heating element can be greatly reduced by using the induction heating method, thereby reducing battery capacity. It is possible to increase the heating maintenance period by maximizing the optimal heating efficiency even in The effect of enabling accurate and precise temperature control can be obtained. Of course, the scope of the present invention is not limited by these effects.

도 1은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 이중 가열 방식의 전자 담배용 발열 장치의 제 2 히터를 나타내는 외관 사시도이다.
도 2는 도 1의 이중 가열 방식의 전자 담배용 발열 장치의 제 1 히터를 나타내는 투시 사시도이다.
도 3은 도 1의 이중 가열 방식의 전자 담배용 발열 장치를 나타내는 부품 분해 사시도이다.
도 4는 도 1의 이중 가열 방식의 전자 담배용 발열 장치의 제어부를 나타내는 블록도이다.
도 5는 도 1의 이중 가열 방식의 전자 담배용 발열 장치의 유도 가열 회로부에서 인가되는 주파수별 시간에 따른 히팅 온도를 나타내는 그래프이다.
도 6은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 이중 가열 방식의 전자 담배용 발열 방법을 나타내는 순서도이다.1 is an external perspective view showing a second heater of a heating device for an electronic cigarette of a dual heating method according to some embodiments of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view illustrating a first heater of the heating device for electronic cigarettes of the dual heating method of FIG. 1 .
FIG. 3 is an exploded perspective view of parts of the heat generating device for an electronic cigarette of FIG. 1 of the dual heating method.
Figure 4 is a block diagram showing a control unit of the heat generating device for the electronic cigarette of Figure 1 of the dual heating method.
FIG. 5 is a graph showing a heating temperature according to time for each frequency applied from an induction heating circuit of the heating device for an electronic cigarette of the dual heating method of FIG. 1 .
6 is a flowchart illustrating a heating method for an electronic cigarette using a dual heating method according to some embodiments of the present invention.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있는 것으로, 이하의 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 또한 설명의 편의를 위하여 도면에서는 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but can be implemented in various different forms. It is provided to fully inform you. In addition, for convenience of description, the size of components may be exaggerated or reduced in the drawings.

도 1은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 이중 가열 방식의 전자 담배용 발열 장치(100)의 제 2 히터(H2)를 나타내는 외관 사시도이고, 도 2는 도 1의 이중 가열 방식의 전자 담배용 발열 장치(100)의 제 1 히터(H1)를 나타내는 투시 사시도이고, 도 3은 도 1의 이중 가열 방식의 전자 담배용 발열 장치(100)를 나타내는 부품 분해 사시도이다.1 is an external perspective view showing a second heater H2 of a heating device 100 for a dual heating type electronic cigarette according to some embodiments of the present invention, and FIG. 2 is a dual heating type electronic cigarette shown in FIG. 1 It is a perspective view showing the first heater H1 of the heating device 100, and FIG. 3 is a perspective exploded view showing the heating device 100 for the electronic cigarette of the dual heating method of FIG.

먼저, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 이중 가열 방식의 전자 담배용 발열 장치(100)는, 이중 가열 방식으로 권련 등의 피가열체를 가열할 수 있는 것으로서, 크게, 발열체(10)와, 제 1 히터(H1)와, 제 2 히터(H2) 및 절연 부재(20)를 포함할 수 있다.First, as shown in FIGS. 1 to 3 , the heating device 100 for electronic cigarettes of a dual heating method according to some embodiments of the present invention may heat a heated object such as a cigarette by a dual heating method. As such, it may include a heating element 10, a first heater H1, a second heater H2, and an insulating member 20.

예컨대, 상기 발열체(10)는, 권련 등의 피가열체(1)를 가열할 수 있도록 상기 피가열체(1)의 적어도 일부분과 대응되는 형상으로 형성되는 일종의 접촉식 열교환 구조체일 수 있다.For example, the heating element 10 may be a type of contact type heat exchanging structure formed in a shape corresponding to at least a part of the heating target 1 so as to heat the heating target 1 such as a cigarette.

더욱 구체적으로 예를 들면, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 발열체(10)는, 전체적으로 원기둥 형상의 상기 피가열체(1)의 일부분을 내부에 삽입할 수 있도록 열전도성이 우수하고, 유도 가열이 가능하도록 철성분이 포함된 스텐레스 스틸이나, 스틸이나 주철이나 일부 알루미늄 합금 등 적어도 일부분이 자성을 갖는 금속 자성체 재질의 파이프 형상일 수 있다.More specifically, for example, as shown in FIGS. 1 to 3, the heating element 10 has excellent thermal conductivity so that a part of the heating target body 1 having a cylindrical shape as a whole can be inserted therein, and , It may be a pipe shape made of a magnetic metal material having at least a portion of magnetism, such as stainless steel containing an iron component, steel, cast iron, or some aluminum alloys to enable induction heating.

그러나, 이러한 상기 발열체(10)는 도면에만 반드시 국한되지 않는 것으로서, 파이프 형상 이외에도 상기 피가열체(1)의 일부분에 삽입할 수 있도록 핀형상으로 형성되거나, 판형상으로 형성되거나, 회로 형태로 형성되는 등 매우 다양한 형태의 발열체들이 모두 적용될 수 있다.However, the heating element 10 is not necessarily limited only to the drawings, and is formed in a pin shape, a plate shape, or a circuit shape so as to be inserted into a part of the heating object 1 in addition to the pipe shape. Heating elements of various types, such as being, can all be applied.

또한, 예컨대, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 히터(H1)는, 상기 발열체(10)와 열적으로 접촉되어 직류 전원(또는 교류 전원)을 인가받아 상기 발열체(10)를 저항 가열 방식으로 직접 가열할 수 있도록 전기 저항률이 높은 히터 구조체일 수 있다.In addition, for example, as shown in FIGS. 1 to 3, the first heater H1 is in thermal contact with the heating element 10 to receive DC power (or AC power) to heat the heating element 10. It may be a heater structure having high electrical resistivity so that it can be directly heated by a resistance heating method.

더욱 구체적으로 예를 들면, 상기 제 1 히터(H1)는, 상기 발열체(10)의 외경면을 따라 코일 형태로 권취되는 직접 가열 히터로서, 내열성이 높고 전기 저항률이 크며 성형성이 좋은 도전성 재질, 즉 철과 크롬의 합금, 니켈과 크롬의 합금, 텅스텐, 백금, 규화몰리브데넘, 탄화규소 등의 재질이 적용될 수 있다.More specifically, for example, the first heater H1 is a direct heating heater wound in a coil form along the outer diameter surface of the heating element 10, a conductive material having high heat resistance, high electrical resistivity and good moldability, That is, materials such as an alloy of iron and chromium, an alloy of nickel and chromium, tungsten, platinum, molybdenum silicide, and silicon carbide may be applied.

그러나, 이러한 상기 제 1 히터(H1)의 코일 형태나 언급된 재질 등은 상술된 내용에만 국한되지 않고 직접 가열 방식의 가열선, 가열판 등 매우 다양한 히터의 형태 및 재질이 모두 적용될 수 있다.However, the shape of the coil of the first heater H1 and the materials mentioned above are not limited to the above-mentioned contents, and various shapes and materials of heaters such as direct heating type heating wires and heating plates can all be applied.

한편, 예컨대, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 제 2 히터(H2)는 상기 발열체(10)와 직접적으로 접촉되지 않도록 상기 발열체(10)로부터 일정한 거리만큼 이격되게 설치되고, 상기 발열체(10)를 유도 가열 방식으로 가열하는 일종의 인덕션 히팅 코일 구조체일 수 있다.On the other hand, for example, as shown in FIGS. 1 to 3, the second heater H2 is installed to be spaced apart from the heating element 10 by a predetermined distance so as not to directly contact the heating element 10, and the heating element It may be a kind of induction heating coil structure that heats (10) by an induction heating method.

더욱 구체적으로 예를 들면, 상기 제 2 히터(H2)는, 상기 절연 부재(20)의 외경면을 따라 코일 형태로 권취되고, 고주파수의 교류 전류를 인가받아서 유도 전자기장을 형성할 수 있도록 전기 저항률이 낮은 구리나, 알루미늄 재질로 이루어지는 유도 가열형 히팅 코일일 수 있다.More specifically, for example, the second heater H2 is wound in a coil form along the outer diameter surface of the insulating member 20, and has an electrical resistivity so that it can form an induced electromagnetic field by receiving a high-frequency alternating current. It may be an induction heating type heating coil made of low copper or aluminum.

따라서, 상기 제 1 히터(H1)의 권취 직경은 상기 제 2 히터(H2)의 권취 직경 보다 작아서 상기 제 1 히터(H1)가 상기 제 2 히터(H2)의 내부에 동축으로 설치될 수 있다.Therefore, since the winding diameter of the first heater H1 is smaller than that of the second heater H2, the first heater H1 may be coaxially installed inside the second heater H2.

이 때, 상기 제 1 히터(H1)가 상기 제 2 히터(H2)는 서로 간섭되거나 쇼트되지 않도록 상기 제 1 히터(H1)와 상기 제 2 히터(H2) 사이에 절연 부재(20)가 설치될 수 있다.At this time, an insulating member 20 is installed between the first heater H1 and the second heater H2 so that the first heater H1 and the second heater H2 do not interfere with or short circuit each other. can

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 절연 부재(20)는, 상기 제 1 히터(H1)와 상기 제 2 히터(H2)를 서로 절연시킬 수 있도록 절연성 재질로 이루어지고, 상기 제 2 히터(H2)에 의해 유도된 유도 전자기장이 상기 발열체(10) 방향으로 전달될 수 있도록 절연성 및 내열성이 우수한 적어도 피크(PEEK) 재질, 테프론 재질, 플라스틱 재질, 공기층 및 이들의 조합들 중 어느 하나 이상을 선택하여 이루어질 수 있다.1 to 3, the insulating member 20 is made of an insulating material to insulate the first heater H1 and the second heater H2 from each other, and the second heater At least one of a PEEK material, a Teflon material, a plastic material, an air layer, and combinations thereof excellent in insulation and heat resistance so that the induced electromagnetic field induced by (H2) can be transmitted in the direction of the heating element 10 can be made by choice.

한편, 예컨대, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 이중 가열 방식의 전자 담배용 발열 장치(100)는, 상기 제 2 히터(H2)에서 발생되는 전자기파를 차단할 수 있도록 상기 제 2 히터(H2)를 둘러싸는 전자파 차단부(30) 및 상기 전자파 차단부(30)를 보호할 수 있도록 상기 전자파 차단부(30)를 둘러싸는 보호 부재(40)를 더 포함할 수 있다.On the other hand, for example, as shown in FIGS. 1 to 3, the heating device 100 for an electronic cigarette of a dual heating method according to some embodiments of the present invention, the electromagnetic waves generated from the second heater (H2) Further comprising an electromagnetic wave blocking portion 30 surrounding the second heater H2 to block and a protective member 40 surrounding the electromagnetic wave blocking portion 30 to protect the electromagnetic wave blocking portion 30 can do.

여기서, 상기 전자파 차단부(30)는 페라이트 시트나, 알루미늄 시트나, 구리 시트 등 유도 가열시 발생되는 전자기파를 차단할 수 있는 재질이 적용될 수 있다.Here, the electromagnetic wave blocking unit 30 may be made of a material capable of blocking electromagnetic waves generated during induction heating, such as a ferrite sheet, an aluminum sheet, or a copper sheet.

여기서, 상기 보호 부재(40) 역시, 절연성 및 내열성이 우수한 적어도 피크(PEEK) 재질, 테프론 재질, 플라스틱 재질, 공기층 및 이들의 조합들 중 어느 하나 이상을 선택하여 이루어질 수 있다.Here, the protective member 40 may also be formed by selecting at least one of a PEEK material, a Teflon material, a plastic material, an air layer, and combinations thereof, which are excellent in insulation and heat resistance.

따라서, 상기 보호 부재(40)를 이용하여 상기 제 1 히터(H1)에서 발생된 고온의 열 에너지가 외부로 누출되는 것을 방지할 수 있고, 상기 전자파 차단부(30)를 이용하여 상기 제 2 히터(H2)에서 발생된 유도 전자기장이 외부로 방사되는 것을 방지할 수 있다.Therefore, it is possible to prevent the high-temperature thermal energy generated from the first heater H1 from leaking to the outside by using the protection member 40, and by using the electromagnetic wave blocking unit 30 to prevent the second heater H1 from leaking. It is possible to prevent the induced electromagnetic field generated in (H2) from being radiated to the outside.

그러므로, 사용자는 화상 등 각종 안전 사고를 예방할 수 있는 것은 물론이고, 유도 가열시 발생되는 전자기파를 차단하여 인체나 기타 전자기기들에게 줄 수 있는 악영향을 방지할 수 있다.Therefore, the user can prevent various safety accidents such as burns, as well as prevent adverse effects on the human body or other electronic devices by blocking electromagnetic waves generated during induction heating.

도 4는 도 1의 이중 가열 방식의 전자 담배용 발열 장치(100)의 제어부(50)를 나타내는 블록도이다.Figure 4 is a block diagram showing the control unit 50 of the heating device 100 for the electronic cigarette of the dual heating method of Figure 1.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 이중 가열 방식의 전자 담배용 발열 장치(100)는, 가열 온도가 기준치 보다 낮은 가열 초기 또는 일정 시간 동안에는, 상기 제 1 히터(H1)에 저항 가열용 직류 또는 교류 전원을 인가하고, 가열 온도가 기준치에 도달되거나 또는 일정 시간 이후에는, 상기 제 2 히터(H2)에 유도 가열용 고주파 전원을 인가하는 제어부(50)를 더 포함할 수 있다.As shown in FIG. 4, in the heating device 100 for an electronic cigarette of a dual heating method according to some embodiments of the present invention, at the beginning of heating or during a certain period of time when the heating temperature is lower than the reference value, the first heater (H1 ), and a control unit 50 for applying high-frequency power for induction heating to the second heater H2 when the heating temperature reaches a reference value or after a predetermined time. can

도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 제어부(50)는, 상기 제 1 히터(H1)에 저항 가열 회로(56)를 이용하여 직류 또는 교류 전원을 인가하는 저항 가열 회로부(51)와, 상기 제 2 히터(H2)에 풀 브릿지 컨버터(Full-Bridge Converter)를 갖는 유도 가열용 유도 가열 히터 IC(57)를 이용하여 고주파 전원을 인가하는 유도 가열 회로부(52)와, 상기 제 1 히터(H1)의 저항값을 측정하여 저항값 신호를 출력하는 저항값 측정부(53)와, 상기 저항값 측정부(53)로부터 측정된 저항값을 이용하여 상기 제 1 히터(H1)의 온도 정보를 산출하고, 산출된 온도 정보를 기준으로 스위치 제어 신호를 인가하는 온도 판별부(54)와, 상기 온도 판별부(54)로 상기 스위치 제어 신호를 인가받아 가열 온도가 기준치 보다 낮은 가열 초기 또는 일정 시간 동안에는, 상기 저항 가열 회로부(51)를 구동시키고, 가열 온도가 기준치에 도달되거나 또는 일정 시간 이후에는, 상기 유도 가열 회로부(52)를 구동시키는 스위치부(55)를 포함할 수 있다.As shown in FIGS. 1 to 4, the control unit 50 includes a resistance heating circuit unit 51 for applying DC or AC power to the first heater H1 using a resistance heating circuit 56, An induction heating circuit unit 52 for applying high-frequency power using an induction heating heater IC 57 for induction heating having a full-bridge converter to the second heater H2, and the first heater ( A resistance value measurement unit 53 that measures the resistance value of H1) and outputs a resistance value signal, and the temperature information of the first heater H1 using the resistance value measured by the resistance value measurement unit 53 A temperature determination unit 54 that calculates and applies a switch control signal based on the calculated temperature information, and receives the switch control signal to the temperature determination unit 54, so that the heating temperature is lower than the reference value at the beginning of heating or for a certain period of time It may include a switch unit 55 that drives the resistance heating circuit unit 51 during this time and drives the induction heating circuit unit 52 when the heating temperature reaches a reference value or after a predetermined time.

따라서, 상기 제어부(50)는 상기 제 1 히터(H1)의 저항값을 측정하여 상기 제 1 히터(H1)의 온도 정보를 산출하고, 산출된 온도 정보를 기준으로 가열 온도가 기준치 보다 낮은 가열 초기 또는 일정 시간 동안에는, 상기 저항 가열 회로부(51)를 구동시키고, 가열 온도가 기준치에 도달되거나 또는 일정 시간 이후에는, 상기 유도 가열 회로부(52)를 구동시킬 수 있다.Therefore, the control unit 50 measures the resistance value of the first heater H1 to calculate the temperature information of the first heater H1, and based on the calculated temperature information, the heating temperature is lower than the reference value in the initial heating period. Alternatively, the resistance heating circuit unit 51 may be driven for a predetermined period of time, and the induction heating circuit unit 52 may be driven when the heating temperature reaches a reference value or after a predetermined period of time.

도 5는 도 1의 이중 가열 방식의 전자 담배용 발열 장치(100)의 유도 가열 회로부(52)에서 인가되는 주파수별 시간에 따른 히팅 온도(Heating Temp.)를 나타내는 그래프이다.FIG. 5 is a graph showing the heating temperature (Heating Temp.) over time for each frequency applied from the induction heating circuit unit 52 of the heating device 100 for the electronic cigarette of the dual heating method of FIG. 1 .

도 4의 상기 유도 가열 회로부(52)는, 상기 제 2 히터(H2)에 풀 브릿지 컨버터(Full-Bridge Converter)를 갖는 유도 가열용 유도 가열 히터 IC(57)를 이용하여 고주파 전원을 인가할 수 있는 것으로서, 도 5에 도시된 그래프와 같이, 상기 고주파 전원의 주파수가 200kHz, 400kHz, 700kHz로 높이면 높일수록 히팅 온도에 도달되는 시간을 줄일 수 있다.The induction heating circuit unit 52 of FIG. 4 may apply high-frequency power to the second heater H2 by using an induction heating heater IC 57 having a full-bridge converter. As shown in the graph shown in FIG. 5, as the frequency of the high-frequency power supply increases to 200 kHz, 400 kHz, and 700 kHz, the time required to reach the heating temperature can be reduced.

따라서, 본 발명은 이러한 유도 가열만으로도 히팅 온도에 신속하게 도달될 수 없기 때문에, 상술된 바와 같이, 직접 가열 방식의 상기 제 1 히터(H1)를 이용하여 초기 가열 속도를 높일 수 있고, 그 이후에는 사용되는 배터리 전력량을 고려하여 200kHz, 400kHz, 700kHz 등 최적의 주파수를 선택하여 상기 제 2 히터(H2)에 고주파 전원을 인가하여 배터리의 에너지 효율을 극대화할 수 있다.Therefore, in the present invention, since the heating temperature cannot be quickly reached only by induction heating, as described above, the initial heating rate can be increased by using the first heater H1 of the direct heating method. After that, Energy efficiency of the battery may be maximized by applying high-frequency power to the second heater H2 by selecting an optimal frequency such as 200 kHz, 400 kHz, or 700 kHz in consideration of the amount of battery power used.

이러한 도 5의 주파수별 히팅 온도 도달 시간은 가열 환경, 가열 장치의 스팩, 피가열체의 형태 등에 따라 달라질 수 있는 것으로서, 상기 제 2 히터(H2)에 인가되는 고주파 전원의 주파수는 상황에 따라 최적화 설계될 수 있다.The time to reach the heating temperature for each frequency of FIG. 5 may vary depending on the heating environment, the specification of the heating device, the shape of the object to be heated, etc., and the frequency of the high frequency power applied to the second heater H2 is optimized according to the situation. can be designed

한편, 본 발명은 상술된 본 발명의 일부 실시예들에 따른 이중 가열 방식의 전자 담배용 발열 장치(100)를 포함한 전자 담배를 포함할 수 있다.On the other hand, the present invention may include an electronic cigarette including the heating device 100 for an electronic cigarette of a dual heating method according to some embodiments of the present invention described above.

이러한 본 발명의 전자 담배의 구성 및 역할은 상술된 이중 가열 방식의 전자 담배용 발열 장치(100)와 동일할 수 있는 것으로서, 상세한 설명은 생략한다.The configuration and role of the electronic cigarette of the present invention may be the same as the heating device 100 for the above-described dual heating type electronic cigarette, and detailed descriptions thereof will be omitted.

도 6은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 이중 가열 방식의 전자 담배용 발열 방법을 나타내는 순서도이다.6 is a flowchart illustrating a heating method for an electronic cigarette using a dual heating method according to some embodiments of the present invention.

도 1 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 이중 가열 방식의 전자 담배용 발열 방법은, (a) 가열 온도가 기준치 보다 낮은 가열 초기 또는 일정 시간 동안에는, 발열체(10)와 열적으로 접촉되고, 상기 발열체(10)를 저항 가열 방식으로 가열하는 제 1 히터(H1)에 저항 가열용 전원을 인가하는 단계와, (c) 상기 제 1 히터(H1)의 저항값을 측정하여 가열 온도가 기준치에 도달되는 것을 판별하는 단계 및 (b) 가열 온도가 기준치에 도달되거나 또는 일정 시간 이후에는, 상기 발열체(10)로부터 일정한 거리만큼 이격되게 설치되고, 상기 발열체(10)를 유도 가열 방식으로 가열하는 상기 제 2 히터(H2)에 유도 가열용 고주파 전원을 인가하는 단계를 포함할 수 있다.As shown in FIGS. 1 to 6, in the heating method for an electronic cigarette of a dual heating method according to some embodiments of the present invention, (a) at the beginning of heating or during a certain period of time when the heating temperature is lower than the reference value, the heating element ) and applying resistance heating power to a first heater (H1) that is in thermal contact with and heats the heating element 10 by a resistance heating method, and (c) the resistance value of the first heater (H1) Measuring and determining that the heating temperature reaches the reference value, and (b) when the heating temperature reaches the reference value or after a predetermined time, the heating element 10 is installed at a distance from the heating element 10, and the heating element 10 The method may include applying a high frequency power source for induction heating to the second heater H2 heated by an induction heating method.

그러므로, 상기 발열체(10)가 직접 가열 방식으로 빠른 시간에 적정 온도에 도달할 수 있고, 그 이후에는 유도 가열 방식으로 발열체의 소비 전력을 크게 낮출 수 있어서 낮은 배터리 용량에서도 최적의 가열 효율을 극대화하여 가열 유지 기간을 증대할 수 있으며, 특히, 분리형 구조의 권련형 전자 담배에도 적용이 가능하게 하고, 직접 가열시 저항값을 측정하여 온도 센서로도 적용할 수 있게 하여 정확하고 정밀한 온도 제어를 가능하게 할 수 있다.Therefore, the heating element 10 can reach an appropriate temperature in a short time by using the direct heating method, and thereafter, the power consumption of the heating element can be greatly reduced by using the induction heating method, thereby maximizing the optimal heating efficiency even with a low battery capacity. The heating maintenance period can be increased, and in particular, it can be applied to cigarette type electronic cigarettes with a separable structure, and it can be applied as a temperature sensor by measuring the resistance value during direct heating, enabling accurate and precise temperature control. can do.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to an embodiment shown in the drawings, this is only exemplary, and those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be determined by the technical spirit of the appended claims.

1: 피가열체
10: 발열체
H1: 제 1 히터
H2: 제 2 히터
20: 절연 부재
30: 전자파 차단부
40: 보호 부재
50: 제어부
51: 저항 가열 회로부
52: 유도 가열 회로부
53: 저항값 측정부
54: 온도 판별부
55: 스위치부
100: 이중 가열 방식의 전자 담배용 발열 장치1: object to be heated
10: heating element
H1: first heater
H2: 2nd heater
20: insulation member
30: electromagnetic wave blocking unit
40: protection member
50: control unit
51: resistance heating circuit part
52: induction heating circuit part
53: resistance value measuring unit
54: temperature determination unit
55: switch unit
100: Heating device for electronic cigarette with dual heating method

Claims (10)

피가열체를 가열할 수 있도록 상기 피가열체의 적어도 일부분과 대응되는 형상으로 형성되는 발열체;
상기 발열체와 열적으로 접촉되고, 상기 발열체를 저항 가열 방식으로 가열하는 제 1 히터;
상기 발열체와 직접적으로 접촉되지 않도록 상기 발열체로부터 일정한 거리만큼 이격되게 설치되고, 상기 발열체를 유도 가열 방식으로 가열하는 제 2 히터;
상기 제 1 히터와 상기 제 2 히터 사이에 설치되는 절연 부재; 및
가열 온도가 기준치 보다 낮은 가열 초기 또는 일정 시간 동안에는, 상기 제 1 히터에 저항 가열용 직류 또는 교류 전원을 인가하고, 가열 온도가 기준치에 도달되거나 또는 일정 시간 이후에는, 상기 제 2 히터에 유도 가열용 고주파 전원을 인가하는 제어부;를 포함하고,
상기 제 1 히터는,
상기 발열체의 외경면을 따라 코일 형태로 권취되는 직접 가열 히터이고,
상기 제 2 히터는,
상기 절연 부재의 외경면을 따라 코일 형태로 권취되는 유도 가열 히터인, 이중 가열 방식의 전자 담배용 발열 장치.a heating element formed in a shape corresponding to at least a portion of the object to be heated so as to heat the object to be heated;
a first heater that is in thermal contact with the heating element and heats the heating element by a resistance heating method;
a second heater installed at a predetermined distance from the heating element so as not to directly contact the heating element, and heating the heating element by an induction heating method;
an insulating member installed between the first heater and the second heater; and
DC or AC power for resistance heating is applied to the first heater at the beginning of heating or during a predetermined period of time when the heating temperature is lower than the reference value, and when the heating temperature reaches the reference value or after a predetermined time, induction heating is applied to the second heater. A control unit for applying high-frequency power;
The first heater,
A direct heating heater wound in a coil form along the outer diameter surface of the heating element,
The second heater,
An induction heating heater wound in a coil shape along the outer diameter surface of the insulating member, a heating device for an electronic cigarette of a dual heating method. 제 1 항에 있어서,
상기 발열체는, 원기둥 형상의 상기 피가열체의 일부분을 내부에 삽입할 수 있도록 열전도성이 우수하고, 유도 가열이 가능한 금속 재질의 파이프 형상인, 이중 가열 방식의 전자 담배용 발열 장치.According to claim 1,
The heating element is a heat generating device for an electronic cigarette of a dual heating method, which has excellent thermal conductivity and is in the shape of a metal material capable of induction heating so that a portion of the cylindrical heated object can be inserted therein. 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 절연 부재는, 내열성이 우수한 적어도 피크(PEEK) 재질, 테프론 재질, 플라스틱 재질, 공기층 및 이들의 조합들 중 어느 하나 이상을 선택하여 이루어지는, 이중 가열 방식의 전자 담배용 발열 장치.According to claim 1,
The insulating member is formed by selecting at least one of a PEEK material, a Teflon material, a plastic material, an air layer, and combinations thereof having excellent heat resistance, a heating device for an electronic cigarette of a dual heating method. 제 1 항에 있어서,
상기 제 2 히터에서 발생되는 전자기파를 차단할 수 있도록 상기 제 2 히터를 둘러싸는 전자파 차단부; 및
상기 전자파 차단부를 보호할 수 있도록 상기 전자파 차단부를 둘러싸는 보호 부재;
를 더 포함하는, 이중 가열 방식의 전자 담배용 발열 장치.According to claim 1,
an electromagnetic wave blocking unit surrounding the second heater to block electromagnetic waves generated from the second heater; and
a protective member surrounding the electromagnetic wave blocking unit to protect the electromagnetic wave blocking unit;
Further comprising a heating device for the electronic cigarette of the dual heating method. 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 제 1 히터에 저항 가열용 직류 또는 교류 전원을 인가하는 저항 가열 회로부;
상기 제 2 히터에 풀 브릿지 컨버터(Full-Bridge Converter)를 이용하여 유도 가열용 고주파 전원을 인가하는 유도 가열 회로부;
상기 제 1 히터의 저항값을 측정하여 저항값 신호를 출력하는 저항값 측정부;
상기 저항값 측정부로부터 측정된 저항값을 이용하여 상기 제 1 히터의 온도 정보를 산출하고, 산출된 온도 정보를 기준으로 스위치 제어 신호를 인가하는 온도 판별부;
상기 온도 판별부로 상기 스위치 제어 신호를 인가받아 가열 온도가 기준치 보다 낮은 가열 초기 또는 일정 시간 동안에는, 상기 저항 가열 회로부를 구동시키고, 가열 온도가 기준치에 도달되거나 또는 일정 시간 이후에는, 상기 유도 가열 회로부를 구동시키는 스위치부;
를 포함하는, 이중 가열 방식의 전자 담배용 발열 장치.According to claim 1,
The control unit,
a resistance heating circuit unit for applying DC or AC power for resistance heating to the first heater;
an induction heating circuit unit applying high-frequency power for induction heating to the second heater using a full-bridge converter;
a resistance value measuring unit configured to measure a resistance value of the first heater and output a resistance value signal;
a temperature determination unit calculating temperature information of the first heater using the resistance value measured by the resistance value measurement unit and applying a switch control signal based on the calculated temperature information;
When the switch control signal is applied to the temperature determination unit, the resistance heating circuit unit is driven at the beginning of heating or during a predetermined period of time when the heating temperature is lower than the reference value, and the induction heating circuit unit is driven when the heating temperature reaches the reference value or after a predetermined period of time. a switch unit for driving;
Containing, heating device for the electronic cigarette of the dual heating method. 제 1 항, 제 2 항, 제 4 항, 제 5 항 및 제 7 항 중 어느 한 항에 기재된 이중 가열 방식의 전자 담배용 발열 장치를 포함하는, 전자 담배.An electronic cigarette comprising the heating device for electronic cigarettes of the dual heating system according to any one of claims 1, 2, 4, 5, and 7. (a) 가열 온도가 기준치 보다 낮은 가열 초기 또는 일정 시간 동안에는, 발열체와 열적으로 접촉되고, 상기 발열체를 저항 가열 방식으로 가열하는 제 1 히터에 저항 가열용 전원을 인가하는 단계; 및
(b) 가열 온도가 기준치에 도달되거나 또는 일정 시간 이후에는, 상기 발열체와 직접적으로 접촉되지 않도록 상기 발열체로부터 일정한 거리만큼 이격되게 설치되고, 상기 발열체를 유도 가열 방식으로 가열하는 제 2 히터에 유도 가열용 고주파 전원을 인가하는 단계;를 포함하고,
상기 (a) 단계에서, 상기 제 1 히터는,
상기 발열체의 외경면을 따라 코일 형태로 권취되는 직접 가열 히터이고,
상기 (b) 단계에서, 상기 제 2 히터는,
상기 제 1 히터와 상기 제 2 히터 사이에 설치되는 절연 부재의 외경면을 따라 코일 형태로 권취되는 유도 가열 히터인, 이중 가열 방식의 전자 담배용 발열 방법.(a) applying power for resistance heating to a first heater that is in thermal contact with the heating element and heats the heating element in a resistance heating method at the beginning of the heating or during a predetermined period of time when the heating temperature is lower than a reference value; and
(b) When the heating temperature reaches a standard value or after a certain time, induction heating in a second heater installed at a predetermined distance from the heating element so as not to directly contact the heating element and heating the heating element by an induction heating method Including; applying a high-frequency power for
In the step (a), the first heater,
A direct heating heater wound in a coil form along the outer diameter surface of the heating element,
In the step (b), the second heater,
An induction heating heater wound in a coil form along an outer diameter surface of an insulating member installed between the first heater and the second heater, a heating method for an electronic cigarette of a dual heating method. 제 9 항에 있어서,
상기 (b) 단계 이전에,
(c) 상기 제 1 히터의 저항값을 측정하여 가열 온도가 기준치에 도달되는 것을 판별하는 단계;
를 더 포함하는, 이중 가열 방식의 전자 담배용 발열 방법.
According to claim 9,
Before step (b),
(c) determining that the heating temperature reaches a reference value by measuring the resistance value of the first heater;
Further comprising, heating method for the electronic cigarette of the dual heating method.
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